JP2001289418A - 塵芥の処理装置 - Google Patents
塵芥の処理装置Info
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- Furnace Details (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯＸおよびダイオキシンの発生を抑制で
き、また飛灰の溶融付着が少ない塵芥の溶融システムを
提供することを目的とする。 【解決手段】 シャフト炉内に塵芥及びコークスを供給
して、塵芥を燃焼及びガス化し、残さを溶融スラグとし
て炉外に排出する塵芥の処理装置であって、炉底部にコ
ークス層を形成し、前記コークス層の上に堆積した塵芥
層を形成し、シャフト炉に連接して二次燃焼炉を設け、
シャフト炉内の塵芥層より上部の空間と二次燃焼炉の入
り口近傍に、それぞれ第一の空気供給口と第二の空気供
給口を設け、前記第一の空気供給口からシャフト炉内を
化学量論的空気量以下に維持するように燃焼支持ガスを
供給してガスを燃焼させ、前記第二の空気供給口から二
次燃焼炉内を化学両論的空気量以上に維持するように燃
焼支持ガスを供給してガスを更に燃焼させる。
き、また飛灰の溶融付着が少ない塵芥の溶融システムを
提供することを目的とする。 【解決手段】 シャフト炉内に塵芥及びコークスを供給
して、塵芥を燃焼及びガス化し、残さを溶融スラグとし
て炉外に排出する塵芥の処理装置であって、炉底部にコ
ークス層を形成し、前記コークス層の上に堆積した塵芥
層を形成し、シャフト炉に連接して二次燃焼炉を設け、
シャフト炉内の塵芥層より上部の空間と二次燃焼炉の入
り口近傍に、それぞれ第一の空気供給口と第二の空気供
給口を設け、前記第一の空気供給口からシャフト炉内を
化学量論的空気量以下に維持するように燃焼支持ガスを
供給してガスを燃焼させ、前記第二の空気供給口から二
次燃焼炉内を化学両論的空気量以上に維持するように燃
焼支持ガスを供給してガスを更に燃焼させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は塵芥を炉内で燃焼及
びガス化しその残さである灰及びチャーを同じ炉内で溶
融して溶融スラグとなして炉外に排出する塵芥の処理装
置に関する。
びガス化しその残さである灰及びチャーを同じ炉内で溶
融して溶融スラグとなして炉外に排出する塵芥の処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より塵芥はストーカー炉や流動床炉
で焼却処理して、その焼却灰を埋め立て処分することが
一般的に行なわれていた。しかし最近埋め立て処分する
際に焼却灰の容積が未だ充分に減少していないこと、焼
却灰を埋め立て処分するに際に飛散して周囲の環境に悪
影響を及ぼすこと等から、焼却灰を溶融スラグ化してそ
れを埋め立て処分することが推奨されている。そこで塵
芥を溶融処理する方法としては、従来の焼却炉から排出
された焼却灰を別途の溶融炉で溶融スラグ化するもの
と、塵芥を一つの炉内で溶融スラグ化までするものとの
２種類のものがある。
で焼却処理して、その焼却灰を埋め立て処分することが
一般的に行なわれていた。しかし最近埋め立て処分する
際に焼却灰の容積が未だ充分に減少していないこと、焼
却灰を埋め立て処分するに際に飛散して周囲の環境に悪
影響を及ぼすこと等から、焼却灰を溶融スラグ化してそ
れを埋め立て処分することが推奨されている。そこで塵
芥を溶融処理する方法としては、従来の焼却炉から排出
された焼却灰を別途の溶融炉で溶融スラグ化するもの
と、塵芥を一つの炉内で溶融スラグ化までするものとの
２種類のものがある。
【０００３】塵芥を炉内で溶融スラグ化するものとして
は、例えば特公平２−５６５６５号公報に記載されたも
のがある。当該公報に記載の技術はコークス層を羽口か
ら吹き込まれる空気で燃焼させて高温炉床を形成し、高
温炉床上で塵芥をガス化及び燃焼し、その残さを溶融ス
ラグ化して炉外に排出するものである。そして発生した
可燃性ガスをシャフト炉体に複数段に分割して配置した
空気供給口から供給される空気で完全燃焼させて炉から
放出するものである。すなわち空気供給口を複数段に分
割することによって、未燃ガスの燃焼域を上下に長くで
きると共に、未燃ガスの燃焼速度を小さくでき、その結
果未燃ガスの火焔温度を低く且つ変化の少ない状態にで
きるので、ＮＯＸの発生が抑えられるとしている。
は、例えば特公平２−５６５６５号公報に記載されたも
のがある。当該公報に記載の技術はコークス層を羽口か
ら吹き込まれる空気で燃焼させて高温炉床を形成し、高
温炉床上で塵芥をガス化及び燃焼し、その残さを溶融ス
ラグ化して炉外に排出するものである。そして発生した
可燃性ガスをシャフト炉体に複数段に分割して配置した
空気供給口から供給される空気で完全燃焼させて炉から
放出するものである。すなわち空気供給口を複数段に分
割することによって、未燃ガスの燃焼域を上下に長くで
きると共に、未燃ガスの燃焼速度を小さくでき、その結
果未燃ガスの火焔温度を低く且つ変化の少ない状態にで
きるので、ＮＯＸの発生が抑えられるとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記した先行技術にお
いて、複数段の空気供給口を設けて、それにより空気を
供給することは未燃ガスの火焔温度を低く抑えることに
は有効でありＮＯＸの抑制には効果的に作用する。しか
し本先行技術では可燃性ガスの燃焼温度を比較的低く抑
えることや排ガスの一部を再び炉内に供給する（空塔速
度の上昇を招く）ことを行っているので燃焼排ガス中の
ダイオキシン濃度は必ずしも十分抑制された値にはなら
ない。本発明は上記した課題を解決して、ＮＯＸおよび
ダイオキシンの発生を抑制でき、また飛灰の溶融付着が
少ない塵芥の溶融システムを提供することを目的とす
る。
いて、複数段の空気供給口を設けて、それにより空気を
供給することは未燃ガスの火焔温度を低く抑えることに
は有効でありＮＯＸの抑制には効果的に作用する。しか
し本先行技術では可燃性ガスの燃焼温度を比較的低く抑
えることや排ガスの一部を再び炉内に供給する（空塔速
度の上昇を招く）ことを行っているので燃焼排ガス中の
ダイオキシン濃度は必ずしも十分抑制された値にはなら
ない。本発明は上記した課題を解決して、ＮＯＸおよび
ダイオキシンの発生を抑制でき、また飛灰の溶融付着が
少ない塵芥の溶融システムを提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、シャフト
炉内に塵芥及びコークスを供給して、それらの可燃物質
に対する化学量論的空気量以下の雰囲気下で塵芥を燃焼
及びガス化し、残さを溶融スラグとして炉外に排出する
塵芥の処理装置であって、炉底部にコークス層を形成
し、前記コークス層の上に堆積した塵芥層を形成し、シ
ャフト炉に連接して二次燃焼炉を設け、シャフト炉内の
塵芥層より上部の空間と二次燃焼炉の入り口近傍に、そ
れぞれ第一の空気供給口と第二の空気供給口を設け、前
記第一の空気供給口からシャフト炉内を化学量論的空気
量以下に維持するように燃焼支持ガスを供給してガスを
燃焼させ、前記第二の空気供給口から二次燃焼炉内を化
学両論的空気量以上に維持するように燃焼支持ガスを供
給してガスを更に燃焼させることを特徴とするものであ
る。
炉内に塵芥及びコークスを供給して、それらの可燃物質
に対する化学量論的空気量以下の雰囲気下で塵芥を燃焼
及びガス化し、残さを溶融スラグとして炉外に排出する
塵芥の処理装置であって、炉底部にコークス層を形成
し、前記コークス層の上に堆積した塵芥層を形成し、シ
ャフト炉に連接して二次燃焼炉を設け、シャフト炉内の
塵芥層より上部の空間と二次燃焼炉の入り口近傍に、そ
れぞれ第一の空気供給口と第二の空気供給口を設け、前
記第一の空気供給口からシャフト炉内を化学量論的空気
量以下に維持するように燃焼支持ガスを供給してガスを
燃焼させ、前記第二の空気供給口から二次燃焼炉内を化
学両論的空気量以上に維持するように燃焼支持ガスを供
給してガスを更に燃焼させることを特徴とするものであ
る。
【０００６】第二の発明は、シャフト炉内に塵芥及びコ
ークスを供給して、それらの可燃物質に対する化学量論
的空気量以下の雰囲気下で塵芥を燃焼及びガス化し、残
さを溶融スラグとして炉外に排出する塵芥の処理装置で
あって、炉底部にコークス層を形成し、前記コークス層
の上に堆積した塵芥層を形成し、シャフト炉に連接して
二次燃焼炉を設け、シャフト炉内の塵芥層より上部の空
間と二次燃焼炉の入り口近傍に、それぞれ第一の空気供
給口と第二の空気供給口を設け、前記第一の空気供給口
からシャフト炉内を化学量論的空気量以下に維持するよ
うに燃焼支持ガスを供給してガスを燃焼させ、前記第二
の空気供給口から二次燃焼炉内を化学両論的空気量以上
に維持するように燃焼支持ガスを供給してガスを更に燃
焼させ、燃焼したガスを冷却塔で４００〜２００℃の温
度範囲を急速冷却することを特徴とするものである。
ークスを供給して、それらの可燃物質に対する化学量論
的空気量以下の雰囲気下で塵芥を燃焼及びガス化し、残
さを溶融スラグとして炉外に排出する塵芥の処理装置で
あって、炉底部にコークス層を形成し、前記コークス層
の上に堆積した塵芥層を形成し、シャフト炉に連接して
二次燃焼炉を設け、シャフト炉内の塵芥層より上部の空
間と二次燃焼炉の入り口近傍に、それぞれ第一の空気供
給口と第二の空気供給口を設け、前記第一の空気供給口
からシャフト炉内を化学量論的空気量以下に維持するよ
うに燃焼支持ガスを供給してガスを燃焼させ、前記第二
の空気供給口から二次燃焼炉内を化学両論的空気量以上
に維持するように燃焼支持ガスを供給してガスを更に燃
焼させ、燃焼したガスを冷却塔で４００〜２００℃の温
度範囲を急速冷却することを特徴とするものである。
【０００７】上記発明では、コークス層へ向けて高温ガ
スを吹き込むようにプラズマトーチを設けることが望ま
しい。上記発明では、塵芥層へ向けて燃焼支持ガスを吹
き込むように羽口を設けることが望ましい。
スを吹き込むようにプラズマトーチを設けることが望ま
しい。上記発明では、塵芥層へ向けて燃焼支持ガスを吹
き込むように羽口を設けることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の塵芥の処理装置はシャフ
ト炉の炉底部にコークス層を形成し、このコークス層に
燃焼支持ガス（純酸素、空気または酸素富化空気）を供
給して燃焼させて、この熱でコークス層の上に積層して
いる塵芥を化学量論的空気量以下の雰囲気下で燃焼及び
ガス化して、それによって生じる残さである灰をコーク
ス層で溶融スラグ化して炉底部から炉外に排出するもの
である。灰及びチャーは溶融スラグ化するから、それを
冷却したときは溶融スラグはガラス状物質になって灰及
びチャーの体積が約１／５に減ずると共に、重金属等が
ガラス状物質の中に閉じ込められて溶出することがな
い。
ト炉の炉底部にコークス層を形成し、このコークス層に
燃焼支持ガス（純酸素、空気または酸素富化空気）を供
給して燃焼させて、この熱でコークス層の上に積層して
いる塵芥を化学量論的空気量以下の雰囲気下で燃焼及び
ガス化して、それによって生じる残さである灰をコーク
ス層で溶融スラグ化して炉底部から炉外に排出するもの
である。灰及びチャーは溶融スラグ化するから、それを
冷却したときは溶融スラグはガラス状物質になって灰及
びチャーの体積が約１／５に減ずると共に、重金属等が
ガラス状物質の中に閉じ込められて溶出することがな
い。
【０００９】本発明では炉体内の塵芥を化学量論的空気
量以下の雰囲気下で燃焼及びガス化するから、発生する
ガス中には塵芥から分解した可燃ガスを多量に含んでお
り、適宜な温度下では単に燃焼支持ガスを供給するだけ
でそのガス中の可燃ガスを燃焼させることができる。本
発明ではシャフト炉の塵芥堆積層より上部の空間に第一
の空気供給口を設けて、そこからシャフト炉内を化学量
論的空気量より以下に維持するように燃焼支持ガスを供
給して可燃ガスを燃焼させるから、シャフト炉内が還元
性雰囲気に維持されてＮＯＸの発生が低く抑えられる。
この還元性雰囲気における可燃ガスの燃焼温度を５００
〜９００℃にすることがＮＯＸの抑制に好適である。還
元性雰囲気と特定の燃焼温度を維持するには第一の空気
供給口から供給する燃焼支持ガスの量と温度、それに含
まれる酸素の割合等を適宜に設定すればよい。
量以下の雰囲気下で燃焼及びガス化するから、発生する
ガス中には塵芥から分解した可燃ガスを多量に含んでお
り、適宜な温度下では単に燃焼支持ガスを供給するだけ
でそのガス中の可燃ガスを燃焼させることができる。本
発明ではシャフト炉の塵芥堆積層より上部の空間に第一
の空気供給口を設けて、そこからシャフト炉内を化学量
論的空気量より以下に維持するように燃焼支持ガスを供
給して可燃ガスを燃焼させるから、シャフト炉内が還元
性雰囲気に維持されてＮＯＸの発生が低く抑えられる。
この還元性雰囲気における可燃ガスの燃焼温度を５００
〜９００℃にすることがＮＯＸの抑制に好適である。還
元性雰囲気と特定の燃焼温度を維持するには第一の空気
供給口から供給する燃焼支持ガスの量と温度、それに含
まれる酸素の割合等を適宜に設定すればよい。
【００１０】シャフト炉内で燃焼した可燃ガスは、それ
に続く二次燃焼炉で更に燃焼される。二次燃焼炉のガス
流入口近く又はシャフト炉のガス流出口近くに第二の空
気供給口を設けて、ここから二次燃焼炉内を化学両論的
空気量以上に維持する燃焼支持ガスを供給するから、二
次燃焼炉内が酸化性雰囲気に維持されて、可燃ガス中の
残余の可燃成分を完全に燃焼する。可燃ガス中に含まれ
るダイオキシンを分解するには、この酸化性雰囲気にお
ける可燃ガスの燃焼温度を１０００〜１２００℃にし、
且つ一定時間（１２００℃では２〜３秒程度が望まし
い）その温度を保持することが必要である。酸化性雰囲
気と特定の燃焼温度を維持するには第二の空気供給口か
ら供給する燃焼支持ガスの量と温度、それに含まれる酸
素の割合およびシャフト炉の出口温度等を適宜に設定す
ればよい。二次燃焼炉に流入する可燃ガス中の残余の可
燃成分の量は少ないから二次燃焼炉内が酸性雰囲気にな
っていてもここで発生するＮＯＸの量は僅かである。ま
た、前記燃焼温度の保持時間は大よそ二次燃焼炉の長さ
を空塔速度で除した値である。したがって燃焼支持ガス
その他のガスの供給量を多くし過ぎると空塔速度が大き
くなり二次燃焼炉を長くしなければならずコスト高を招
く。
に続く二次燃焼炉で更に燃焼される。二次燃焼炉のガス
流入口近く又はシャフト炉のガス流出口近くに第二の空
気供給口を設けて、ここから二次燃焼炉内を化学両論的
空気量以上に維持する燃焼支持ガスを供給するから、二
次燃焼炉内が酸化性雰囲気に維持されて、可燃ガス中の
残余の可燃成分を完全に燃焼する。可燃ガス中に含まれ
るダイオキシンを分解するには、この酸化性雰囲気にお
ける可燃ガスの燃焼温度を１０００〜１２００℃にし、
且つ一定時間（１２００℃では２〜３秒程度が望まし
い）その温度を保持することが必要である。酸化性雰囲
気と特定の燃焼温度を維持するには第二の空気供給口か
ら供給する燃焼支持ガスの量と温度、それに含まれる酸
素の割合およびシャフト炉の出口温度等を適宜に設定す
ればよい。二次燃焼炉に流入する可燃ガス中の残余の可
燃成分の量は少ないから二次燃焼炉内が酸性雰囲気にな
っていてもここで発生するＮＯＸの量は僅かである。ま
た、前記燃焼温度の保持時間は大よそ二次燃焼炉の長さ
を空塔速度で除した値である。したがって燃焼支持ガス
その他のガスの供給量を多くし過ぎると空塔速度が大き
くなり二次燃焼炉を長くしなければならずコスト高を招
く。
【００１１】次に本発明の塵芥の処理装置の一実施の形
態を図面を参照して説明する。図１は本発明の塵芥の処
理装置およびそれに続く排ガス処理装置を示す概略図で
あり、図２は本発明の塵芥の処理装置を示す断面図であ
る。図１及び図２において２は炉体で、その炉底部近傍
にプラズマトーチ１とプラズマトーチ１の上方に第一の
羽口３と第二の羽口４が設けてある。本実施例ではプラ
ズマトーチ１は炉体の同一高さの円周上に２ヶ所に設
け、プラズマトーチから吹き出す高温ガスの方向は平面
的には炉体の直径方向、立面的には炉底部の底と垂直部
の交点方向とした。第一の羽口３及び第二の羽口４は同
じく円周上６ヶ所とした。第一の羽口３及び第二の羽口
から吹き込む空気は後述する二次燃焼後の高温排ガスと
熱交換器で熱交換して高温になったものを使用する。炉
体２は外殻２１の内側に耐火材２２を内貼りしたもので
ある。
態を図面を参照して説明する。図１は本発明の塵芥の処
理装置およびそれに続く排ガス処理装置を示す概略図で
あり、図２は本発明の塵芥の処理装置を示す断面図であ
る。図１及び図２において２は炉体で、その炉底部近傍
にプラズマトーチ１とプラズマトーチ１の上方に第一の
羽口３と第二の羽口４が設けてある。本実施例ではプラ
ズマトーチ１は炉体の同一高さの円周上に２ヶ所に設
け、プラズマトーチから吹き出す高温ガスの方向は平面
的には炉体の直径方向、立面的には炉底部の底と垂直部
の交点方向とした。第一の羽口３及び第二の羽口４は同
じく円周上６ヶ所とした。第一の羽口３及び第二の羽口
から吹き込む空気は後述する二次燃焼後の高温排ガスと
熱交換器で熱交換して高温になったものを使用する。炉
体２は外殻２１の内側に耐火材２２を内貼りしたもので
ある。
【００１２】プラズマトーチ１から吹き出す高温ガスは
窒素などの不活性ガスまたは空気や酸素富化空気などの
酸素含有ガスである。プラズマトーチ１を設けない場合
はコークス層２５に酸素含有ガスを供給する羽口（図示
せず）を設ける。プラズマトーチ１からの高温ガス供給
量は前記羽口からの酸素含有ガス供給量より少なくて済
むので、空塔速度の低減やコークス消費量の低減の点で
プラズマトーチを使用することが望ましい。
窒素などの不活性ガスまたは空気や酸素富化空気などの
酸素含有ガスである。プラズマトーチ１を設けない場合
はコークス層２５に酸素含有ガスを供給する羽口（図示
せず）を設ける。プラズマトーチ１からの高温ガス供給
量は前記羽口からの酸素含有ガス供給量より少なくて済
むので、空塔速度の低減やコークス消費量の低減の点で
プラズマトーチを使用することが望ましい。
【００１３】コークス層２５及び塵芥層２６に供給する
空気の全てをコークス層２５に設けるプラズマトーチ又
は羽口から供給するとコークス消費量の増大を招くた
め、塵芥層２６に第一の羽口３及び／又は第二の羽口４
を設けることが好ましい。
空気の全てをコークス層２５に設けるプラズマトーチ又
は羽口から供給するとコークス消費量の増大を招くた
め、塵芥層２６に第一の羽口３及び／又は第二の羽口４
を設けることが好ましい。
【００１４】炉体２の略中間部には供給口５が設けてあ
り、供給口５に連接してプッシャー６が設けてあり、プ
ッシャー６には塵芥供給装置７とコークス供給装置８が
連接してある。そして塵芥供給装置７とコークス供給装
置８には図示はしないが二重のバタフライバルブを設け
て外気の侵入を極力遮断するようにした。炉体２の上部
近傍に排ガス口９が設けてあり、排ガス口９にダクト３
２を介して二次燃焼炉１０が連接してあり、更に一次冷
却塔１１、熱交換器１２、二次冷却塔１３、集塵機１４
が連接してあり、集塵器１４の後は図示しない誘引ファ
ン及び排気塔が連接してある。一次冷却塔１１では排ガ
スを４５０℃程度まで冷却し、二次冷却塔１３ではダイ
オキシンの再合成反応が起きやすい温度領域である４０
０〜２００℃の温度範囲を急速冷却し再合成を抑えるの
である。
り、供給口５に連接してプッシャー６が設けてあり、プ
ッシャー６には塵芥供給装置７とコークス供給装置８が
連接してある。そして塵芥供給装置７とコークス供給装
置８には図示はしないが二重のバタフライバルブを設け
て外気の侵入を極力遮断するようにした。炉体２の上部
近傍に排ガス口９が設けてあり、排ガス口９にダクト３
２を介して二次燃焼炉１０が連接してあり、更に一次冷
却塔１１、熱交換器１２、二次冷却塔１３、集塵機１４
が連接してあり、集塵器１４の後は図示しない誘引ファ
ン及び排気塔が連接してある。一次冷却塔１１では排ガ
スを４５０℃程度まで冷却し、二次冷却塔１３ではダイ
オキシンの再合成反応が起きやすい温度領域である４０
０〜２００℃の温度範囲を急速冷却し再合成を抑えるの
である。
【００１５】炉体２の炉底部には炉体２内と連通した溶
融スラグ排出口２３が設けてあり、それに連ねてスラグ
樋１５とスラグ冷却水槽１６とが設けてある。炉体２の
供給口５の上部及び二次燃焼炉１０の上部に第一の空気
供給口３０及び第二の空気供給口３１が設けてあり、こ
こから燃焼支持ガス（通常は空気）を供給して塵芥から
発生した可燃ガスを燃焼する。各空気供給口３０、３１
は図示しないフアンに連結してあり、このフアンから空
気が送られて、第一の空気供給口３０及び第二の空気供
給口３１から各々炉体２内及び二次燃焼炉１０内に可燃
ガス燃焼用の空気を供給する。
融スラグ排出口２３が設けてあり、それに連ねてスラグ
樋１５とスラグ冷却水槽１６とが設けてある。炉体２の
供給口５の上部及び二次燃焼炉１０の上部に第一の空気
供給口３０及び第二の空気供給口３１が設けてあり、こ
こから燃焼支持ガス（通常は空気）を供給して塵芥から
発生した可燃ガスを燃焼する。各空気供給口３０、３１
は図示しないフアンに連結してあり、このフアンから空
気が送られて、第一の空気供給口３０及び第二の空気供
給口３１から各々炉体２内及び二次燃焼炉１０内に可燃
ガス燃焼用の空気を供給する。
【００１６】本実施の形態では炉体２内に供給する空気
はプラズマトーチ１及び第一、第二の羽口３、４から供
給し、その総空気量は炉体２内にあるコークスや塵芥の
可燃物質に対する化学量論的空気量に対し、酸素比は
０．２〜０．５の範囲が望ましい。 酸素比＝（供給酸素量＋塵芥中の有機酸素量）／（Ｃ×
３２／１２＋Ｈ×１６／２） ここで、供給酸素量はプラズマトーチ及び羽口から供給
する酸素量（kg/h）、Ｃは該酸素および塵芥中の有機酸
素と結合する炉内の有機化合物を含む塵芥とコークス中
の炭素量の合計（kg/h）、Ｈは該酸素および塵芥中の有
機酸素と結合する炉内の有機化合物を含む塵芥とコーク
ス中の水素量の合計（kg/h）である。但し、塵芥中にハ
ロゲン元素を含む場合にはハロゲン元素は水素と結合す
るのでその分の水素量は除く。
はプラズマトーチ１及び第一、第二の羽口３、４から供
給し、その総空気量は炉体２内にあるコークスや塵芥の
可燃物質に対する化学量論的空気量に対し、酸素比は
０．２〜０．５の範囲が望ましい。 酸素比＝（供給酸素量＋塵芥中の有機酸素量）／（Ｃ×
３２／１２＋Ｈ×１６／２） ここで、供給酸素量はプラズマトーチ及び羽口から供給
する酸素量（kg/h）、Ｃは該酸素および塵芥中の有機酸
素と結合する炉内の有機化合物を含む塵芥とコークス中
の炭素量の合計（kg/h）、Ｈは該酸素および塵芥中の有
機酸素と結合する炉内の有機化合物を含む塵芥とコーク
ス中の水素量の合計（kg/h）である。但し、塵芥中にハ
ロゲン元素を含む場合にはハロゲン元素は水素と結合す
るのでその分の水素量は除く。
【００１７】加熱したコークス層２５の上に堆積した塵
芥層２６は乾燥されてその一部は上記燃焼空気により燃
焼し、他の一部は前記燃焼によって燃焼空気が消費され
るためガス化する。そして塵芥の燃焼によって発生した
灰とガス化によって発生したチャーは約１５００℃に加
熱したコークス層２５からの熱風で溶融して溶融スラグ
となりコークス層２５中を流下して炉底部に溜る。炉底
部に溜まった溶融スラグは炉底に設けた溶融スラグ排出
口２３から炉外に排出される。前記したように第一の羽
口３と第二の羽口４とプラズマトーチ１から吹き込まれ
る総空気量は炉体２内にあるコークスや塵芥の可燃物質
に対する化学量論的空気量以下にし、実際的には化学量
論的空気量：総空気量の比は１：０．２〜０．５とした
から、炉体２内では塵芥の燃焼とガス化の両方の反応が
おこり、それによって発生するガス中には可燃ガスが多
量に含まれ、しかも酸素は殆ど無い状態である。そして
そのガスの温度は第一の空気供給口３０の近傍では５０
０℃を越えているから、第一の空気供給口３０から空気
を供給することで、ガスは点火燃料や補助燃料を加える
ことなく容易に燃焼して、その温度は約９００℃とな
る。
芥層２６は乾燥されてその一部は上記燃焼空気により燃
焼し、他の一部は前記燃焼によって燃焼空気が消費され
るためガス化する。そして塵芥の燃焼によって発生した
灰とガス化によって発生したチャーは約１５００℃に加
熱したコークス層２５からの熱風で溶融して溶融スラグ
となりコークス層２５中を流下して炉底部に溜る。炉底
部に溜まった溶融スラグは炉底に設けた溶融スラグ排出
口２３から炉外に排出される。前記したように第一の羽
口３と第二の羽口４とプラズマトーチ１から吹き込まれ
る総空気量は炉体２内にあるコークスや塵芥の可燃物質
に対する化学量論的空気量以下にし、実際的には化学量
論的空気量：総空気量の比は１：０．２〜０．５とした
から、炉体２内では塵芥の燃焼とガス化の両方の反応が
おこり、それによって発生するガス中には可燃ガスが多
量に含まれ、しかも酸素は殆ど無い状態である。そして
そのガスの温度は第一の空気供給口３０の近傍では５０
０℃を越えているから、第一の空気供給口３０から空気
を供給することで、ガスは点火燃料や補助燃料を加える
ことなく容易に燃焼して、その温度は約９００℃とな
る。
【００１８】そして第一の空気供給口３０から供給する
空気の量は次の如くとした。プラズマトーチ１及び第
一、第二の羽口３，４から吹き込まれる空気量は炉体２
内の塵芥及びコークス中の可燃焼物質の理論空気量に対
して０．２〜０．５として、これに第一の空気供給口３
０から上記理論空気量に対する空気比を平均的に０．６
〜０．９となるような空気量を供給した。即ち炉体２内
の塵芥の燃焼・ガス化ゾーンを含む全体での前記理論空
気量に対する空気比を０．６〜０．９として、炉体２内
の上部空間を還元性雰囲気に維持するようにした。そう
することでガス中の可燃ガスは完全には燃焼せずその温
度も９００℃程度に抑えられると共にＮＯＸの発生を抑
えることができる。
空気の量は次の如くとした。プラズマトーチ１及び第
一、第二の羽口３，４から吹き込まれる空気量は炉体２
内の塵芥及びコークス中の可燃焼物質の理論空気量に対
して０．２〜０．５として、これに第一の空気供給口３
０から上記理論空気量に対する空気比を平均的に０．６
〜０．９となるような空気量を供給した。即ち炉体２内
の塵芥の燃焼・ガス化ゾーンを含む全体での前記理論空
気量に対する空気比を０．６〜０．９として、炉体２内
の上部空間を還元性雰囲気に維持するようにした。そう
することでガス中の可燃ガスは完全には燃焼せずその温
度も９００℃程度に抑えられると共にＮＯＸの発生を抑
えることができる。
【００１９】次に前記したガスは排ガス口９から二次燃
焼炉１０へ排出するが、二次燃焼炉１０の入り口に設け
た第二の空気供給口３１から供給される空気によって再
度燃焼する。ここでは前記理論空気量に対する空気比を
１．３程度にして、二次燃焼炉１０内を酸化性雰囲気と
した。その中で燃焼するガスはその中に含まれる可燃ガ
スの大部が燃焼した後のものであるから、この部分にお
ける燃焼温度は１２００℃程度であつて、前記したよう
にダイオキシンを分解することができる。
焼炉１０へ排出するが、二次燃焼炉１０の入り口に設け
た第二の空気供給口３１から供給される空気によって再
度燃焼する。ここでは前記理論空気量に対する空気比を
１．３程度にして、二次燃焼炉１０内を酸化性雰囲気と
した。その中で燃焼するガスはその中に含まれる可燃ガ
スの大部が燃焼した後のものであるから、この部分にお
ける燃焼温度は１２００℃程度であつて、前記したよう
にダイオキシンを分解することができる。
【００２０】またシャフト炉２と二次燃焼炉１０との間
をダクト３２でほぼ直角状に連結しているから、シャフ
ト炉１０内で第一の空気供給口３０からの空気で燃焼し
たガスはシャフト炉１０、ダクト３２、二次燃焼炉１０
間で激しく攪拌されて、均一な混合気となる。従って二
次燃焼炉１０内の第二の空気供給口３１から供給する空
気量が前記化学量論的空気量の１．３程度でも、ガス中
の可燃ガスは充分に完全燃焼するものである。
をダクト３２でほぼ直角状に連結しているから、シャフ
ト炉１０内で第一の空気供給口３０からの空気で燃焼し
たガスはシャフト炉１０、ダクト３２、二次燃焼炉１０
間で激しく攪拌されて、均一な混合気となる。従って二
次燃焼炉１０内の第二の空気供給口３１から供給する空
気量が前記化学量論的空気量の１．３程度でも、ガス中
の可燃ガスは充分に完全燃焼するものである。
【００２１】また第一の空気供給口３０を塵芥の供給口
５より上部に設けたことにより、供給口５近傍での空塔
速度を小さくして塵芥に含まれるダストが吹き上げられ
るのを防ぐ効果がある。また供給口５近傍の炉体２の直
径を大きくすることも同様の効果がある。ダストが吹き
上げられると可燃ガスの燃焼とともに溶融して炉体等に
融着したり、一次冷却塔１１以降の処理に好ましくない
影響を与える。
５より上部に設けたことにより、供給口５近傍での空塔
速度を小さくして塵芥に含まれるダストが吹き上げられ
るのを防ぐ効果がある。また供給口５近傍の炉体２の直
径を大きくすることも同様の効果がある。ダストが吹き
上げられると可燃ガスの燃焼とともに溶融して炉体等に
融着したり、一次冷却塔１１以降の処理に好ましくない
影響を与える。
【００２２】
【発明の効果】本発明は上記した構成としたから、ＮＯ
Ｘ及びダイオキシンの発生が抑制でき、また飛灰の溶融
付着が少ない塵芥の溶融システムを提供することができ
る。
Ｘ及びダイオキシンの発生が抑制でき、また飛灰の溶融
付着が少ない塵芥の溶融システムを提供することができ
る。
【図１】本発明の塵芥の処理装置に係わる塵芥処理シス
テムの概略図である。
テムの概略図である。
【図２】本発明の塵芥の処理装置を示す断面図である。
【符号の説明】 １ プラズマトーチ、２ 炉体、３、４ 羽口、５ 供
給口、７ 塵芥供給装置、８ コークス供給装置、９
排ガス口、１０ 二次燃焼炉、２０ 炉本体、２１ 炉
底体、２２ 炉底部、２３ 溶融スラグ排出口、２５
コークス層、２６ 塵芥層、３０ 第一の空気供給口、
３１ 第二の空気供給口、３２ ダクト
給口、７ 塵芥供給装置、８ コークス供給装置、９
排ガス口、１０ 二次燃焼炉、２０ 炉本体、２１ 炉
底体、２２ 炉底部、２３ 溶融スラグ排出口、２５
コークス層、２６ 塵芥層、３０ 第一の空気供給口、
３１ 第二の空気供給口、３２ ダクト
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｂ 1/16 Ｆ２７Ｂ 1/16 ４Ｋ０５６ 1/24 1/24 ４Ｋ０６３ Ｆ２７Ｄ 11/08 Ｆ２７Ｄ 11/08 Ｅ 17/00 １０４ 17/00 １０４Ｄ (72)発明者 萩原 弘之 埼玉県熊谷市三ヶ尻6010番地日立金属株式 会社生産システム研究所内 Ｆターム(参考） 3K061 AA16 AB02 AB03 AC01 AC03 AC19 AC20 BA08 CA07 CA08 CA14 DA12 DA17 DB16 DB20 NB02 NB23 3K065 AA16 AB02 AB03 AC01 AC03 AC19 AC20 BA08 DA03 DA04 DA09 HA02 HA03 3K078 BA03 BA22 BA23 BA26 CA02 CA09 CA12 4D004 AA46 AC05 CA27 CA28 CA29 CA32 CB02 CB34 CC02 DA03 DA06 4K045 AA01 BA10 CA02 GA04 GA17 GB03 GB10 GB12 GC01 GD08 MA08 4K056 AA05 BA01 BB01 BB08 CA20 DA02 DA22 DA32 DB05 DB07 DB12 FA08 4K063 AA04 AA13 BA13 CA02 CA06 FA56
Claims (5)
- 【請求項１】 シャフト炉内に塵芥及びコークスを供給
して、それらの可燃物質に対する化学量論的空気量以下
の雰囲気下で塵芥を燃焼及びガス化し、残さを溶融スラ
グとして炉外に排出する塵芥の処理装置であって、炉底
部にコークス層を形成し、前記コークス層の上に堆積し
た塵芥層を形成し、シャフト炉に連接して二次燃焼炉を
設け、シャフト炉内の塵芥層より上部の空間と二次燃焼
炉の入り口近傍に、それぞれ第一の空気供給口と第二の
空気供給口を設け、前記第一の空気供給口からシャフト
炉内を化学量論的空気量以下に維持するように燃焼支持
ガスを供給してガスを燃焼させ、前記第二の空気供給口
から二次燃焼炉内を化学両論的空気量以上に維持するよ
うに燃焼支持ガスを供給してガスを更に燃焼させること
を特徴とする塵芥の処理装置。 - 【請求項２】 シャフト炉内に塵芥及びコークスを供給
して、それらの可燃物質に対する化学量論的空気量以下
の雰囲気下で塵芥を燃焼及びガス化し、残さを溶融スラ
グとして炉外に排出する塵芥の処理装置であって、炉底
部にコークス層を形成し、前記コークス層の上に堆積し
た塵芥層を形成し、シャフト炉に連接して二次燃焼炉を
設け、シャフト炉内の塵芥層より上部の空間と二次燃焼
炉の入り口近傍に、それぞれ第一の空気供給口と第二の
空気供給口を設け、前記第一の空気供給口からシャフト
炉内を化学量論的空気量以下に維持するように燃焼支持
ガスを供給してガスを燃焼させ、前記第二の空気供給口
から二次燃焼炉内を化学両論的空気量以上に維持するよ
うに燃焼支持ガスを供給してガスを更に燃焼させ、燃焼
したガスを冷却塔で４００〜２００℃の温度範囲を急速
冷却することを特徴とする塵芥の処理装置。 - 【請求項３】 コークス層へ向けて高温ガスを吹き込む
ようにプラズマトーチを設けることを特徴とする請求項
１又は２記載の塵芥の処理装置。 - 【請求項４】 塵芥層へ向けて燃焼支持ガスを吹き込む
ように羽口を設けることを特徴とする請求項１乃至３の
何れかに記載の塵芥の処理装置。 - 【請求項５】 第一の空気供給口を塵芥の供給口より上
部に設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに
記載の塵芥の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000108552A JP2001289418A (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 塵芥の処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000108552A JP2001289418A (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 塵芥の処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001289418A true JP2001289418A (ja) | 2001-10-19 |
Family
ID=18621369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000108552A Pending JP2001289418A (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 塵芥の処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001289418A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4593688B1 (ja) * | 2010-03-18 | 2010-12-08 | 株式会社プランテック | 竪型ごみ焼却炉における燃焼用空気の供給方法及び竪型ごみ焼却炉 |
| CN102997693A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-03-27 | 应志恩 | 一种熔化炉吸风除尘机构 |
| WO2021131089A1 (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 中外炉工業株式会社 | 電気炉の排ガス処理装置 |
-
2000
- 2000-04-10 JP JP2000108552A patent/JP2001289418A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4593688B1 (ja) * | 2010-03-18 | 2010-12-08 | 株式会社プランテック | 竪型ごみ焼却炉における燃焼用空気の供給方法及び竪型ごみ焼却炉 |
| WO2011114794A1 (ja) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | 株式会社プランテック | 竪型ごみ焼却炉における燃焼用空気の供給方法及び竪型ごみ焼却炉 |
| JP2011196598A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Plantec Inc | 竪型ごみ焼却炉における燃焼用空気の供給方法及び竪型ごみ焼却炉 |
| CN102803852A (zh) * | 2010-03-18 | 2012-11-28 | 株式会社普蓝泰环保工程 | 立式垃圾焚烧炉的燃烧用空气的供给方法及立式垃圾焚烧炉 |
| KR101233919B1 (ko) | 2010-03-18 | 2013-02-15 | 가부시키가이샤 플란텍 | 수직형 쓰레기 소각로에 있어서의 연소용 공기의 공급 방법 및 수직형 쓰레기 소각로 |
| EP2549184B1 (en) * | 2010-03-18 | 2015-09-23 | PLANTEC Inc. | Method for supplying combustion air in vertical waste incinerator, and vertical waste incinerator |
| EA026470B1 (ru) * | 2010-03-18 | 2017-04-28 | Плантек Инк. | Способ подачи воздуха для горения в вертикальной установке для сжигания и вертикальная установка для сжигания |
| CN102997693A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-03-27 | 应志恩 | 一种熔化炉吸风除尘机构 |
| WO2021131089A1 (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 中外炉工業株式会社 | 電気炉の排ガス処理装置 |
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